本发明专利技术公开了DAN‑1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料、其制备方法及其应用，该荧光材料是在核壳型量子点CdTe/CdS/ZnS表面包裹SiO2薄层并以3‑氨丙基三乙氧基硅烷实现表面氨基化，将氨基与DAN‑1的羧基在EDC/NHS催化条件下形成酰胺键，得到纳米荧光微粒，通过检测该纳米微粒的荧光强度，可直接同时测得血浆中NO和H2S浓度。本发明专利技术的方法具有高灵敏度，高选择性，快速反应，简单易行等特点，为生物体内NO和H2S在信号传导及生理病理的调控机制研究提供了新思路。
DAN-1 modified core-shell QDs novel fluorescent nanomaterials, their preparation methods and Applications
The present invention discloses a novel fluorescent nano-material of core-shell QDs modified by DAN 1, its preparation method and application. The fluorescent material is coated with SiO 2 thin layer on the surface of core-shell QDs CdTe/CdS/ZnS and aminated with 3 aminopropyl triethoxysilane to form amide bond between amino group and carboxyl group of DAN 1 under the catalytic condition of EDC/NHS. The nano fluorescent particles are obtained by detection. The fluorescence intensity of the nanoparticles can directly measure the concentration of NO and H2S in plasma at the same time. The method of the invention has the characteristics of high sensitivity, high selectivity, rapid reaction, simple and easy operation, and provides a new idea for the study of signal transduction and physiological and pathological regulation mechanism of NO and H2S in organisms.
【技术实现步骤摘要】
DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料、其制备方法及其应用
本专利技术涉及化学、纳米材料、荧光传感技术和生物分析检测领域，具体涉及基于荧光分子探针和半导体量子点传感平台同时定量检测血浆中硫化氢和一氧化氮含量的方法。
技术介绍
一氧化氮(NO)是继NO和一氧化碳之后被证实为第三种内源性气体信号分子，广泛参与体内的多种生理和病理活动，在心血管系统、神经系统和免疫系统中发挥着重要的调节功能。在生理条件下参与诸如血管的张力调节、心肌的收缩控制、神经信号传导和胰岛素分泌调控等一系列的生理调控过程。目前NO的检测方法主要有荧光光谱法、电化学法、化学发光法、电子自旋共振波谱法和紫外-可见光谱法等。H2S的主要检测方法包括荧光法、比色法、电化学法、色谱法等等。其中，荧光法由于其灵敏度高，操作简便，反应快速、成本低廉、可实时测量、对生物样本基本无破坏等优点而备受关注。在NO荧光探针的设计中，最常见的思路就是利用邻苯二胺与NO的特异性反应，得到具有苯并三唑结构的产物，由于产物具有荧光，可通过考察产物荧光强度的变化反应NO的浓度大小。Kojima，H.等在此基础上报道了一种新的NO探针(4-((3-氨基-2-萘基)氨基甲基)苯甲酸，DAN-1)，在氧气存在条件下，可以与NO迅速反应，生成含三唑结构的产物，在365nm激发条件下，发射出445nm左右的荧光(Biological&pharmaceuticalbulletin，1997.20(12)：1229-1232.)。在H2S荧光探针的设计中，常规的思路就是利用H2S的硫离子与荧光分子中的金属原子(比如铜离子)形成金属硫化物沉淀，并改变荧光分子的荧光强度，进而测出H2S的浓度。量子点(QDs)是一种由II-VI族(CdS、CdSe)或III-V族(InP、InAs)元素组成的荧光半导体纳米颗粒。QDs具有优异的荧光特性，比如存在量子尺寸效应，可通过调节粒径尺寸而改变其发射波长；QDs激发谱带宽而发射谱带窄而对称，可进行同一激发光源的多通道检测；QDs的发光寿命高，可大幅度降低背景的强度，有利于提高检测灵敏度；QDs量子产率高，光稳定性好，适用于多种检测环境。在核壳型QDs中，比如CdTe/CdS/ZnSQDs，内核CdTe与外壳CdS及ZnS通过内在的金属镉离子，锌离子与稳定剂巯基丙酸形成金属-硫键而保持结构的完整。中国专利201410046859.6公开了一种一锅法直接合成CdTe/CdS/ZnS/SiO2QDs的方法。目前尚无以核壳型QDs检测H2S浓度的报道。有研究表明硫化氢和一氧化氮之间通过各种信号通路相互作用，共同调控人体的健康与疾病。因此，如能同时检测出两者在生物样本中的浓度，对于我们深刻认识两者在生命活动中的相互关系具有重要的意义。Zhou，Y.等曾经报道一种通过检测HNO浓度而间接反应两者关系的分析方法(AnalChem，2017.89(8)：4587-4594.)，但迄今为止，能够同时直接检测NO和H2S浓度的方法未见报道。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术目的在于提供DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料，可用于直接同时检测NO和H2S浓度，具有高灵敏度，高选择性，快速反应，简单易行等特点。本专利技术再一目的是提供一种DAN-1修饰的核壳型QDs新型纳米荧光微粒的制备方法。本专利技术另一目的是提供一种基于DAN-1修饰的核壳型QDs新型纳米荧光微粒应用于血浆等生物样品中NO和H2S浓度的直接同时测定。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料，包含H2S探针和NO探针两部分；H2S探针部分由发射波长大于500nm的核壳型量子点构成，核壳型量子点CdTe/CdS/ZnS表面包裹SiO2薄层。该核壳型量子点包括但不限于CdTe/CdS/ZnS量子点，CdTe/CdS量子点，InP/ZnS量子点，CdSe/ZnS量子点，ZnCdSe/ZnS量子点，PbS/ZnS量子点。NO探针部分是4-((3-氨基-2-萘基)氨基甲基)苯甲酸(DAN-1)，其中DAN-1的羧基与量子点表面的氨基形成酰胺键结合。原理示意如图6所示。DAN-1修饰的核壳型QDs荧光纳米材料的制备方法，是在核壳型量子点CdTe/CdS/ZnS表面包裹SiO2薄层并以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)实现表面氨基化，将氨基与DAN-1的羧基在EDC/NHS催化条件下形成酰胺键，得到纳米荧光微粒(CdTe/CdS/ZnS/SiO2@DAN-1)。具体而言，制备方法的步骤如下：(1)合成NO探针DAN-1(参考文献(Biological&pharmaceuticalbulletin，1997.20(12)：1229-1232.)：将2，3-二氨基萘溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加热溶解后加入4-(溴甲基)苯甲酸，加热回流得DAN-1；(2)合成CdTe/CdS/ZnS/SiO2QDs(中国专利201410046859.6)；以碲粉和NaBH4制备NaHTe；将其加入Cd2+、巯基丙酸(MPA)的溶液，加热回流得到CdTeQDs；将CdTeQDs转移到含有Cd2+，Zn2+，MPA的溶液中，加热回流充分反应后再加入正硅酸四乙酯(TEOS)，继续回流反应，最终得到CdTe/CdS/ZnS/SiO2QDs；(3)CdTe/CdS/ZnS/SiO2QDs的表面氨基化：将CdTe/CdS/ZnS/SiO2QDs分散于DMF中，加热搅拌后加入过量3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，充分反应得到CdTe/CdS/ZnS/SiO2@NH2QDs；(4)制备DAN-1修饰的核壳型QDs纳米荧光微粒(CdTe/CdS/ZnS/SiO2@DAN-1)：将DAN-1溶于DMSO，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化DAN-1中的羧基，然后与(3)中的QDs表面氨基形成酰胺键，得到CdTe/CdS/ZnS/SiO2@DAN-1。DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料同时检测生物样品中NO和H2S浓度的用途：测样使用标准加入法，即取若干份(比如5份)体积相同的待测血浆，加入10倍体积的无水甲醇，涡旋10分钟，离心，取上清，氮气吹干，依次加入探针CdTe/CdS/ZnS/SiO2@DAN-1的DMSO溶液和PBS缓冲液(pH7.4)，并从第二份起按比例加入不同量NO供体标准溶液和NaSH标准溶液，各份样品体积相同，30℃孵育15分钟后直接测量荧光强度，并以标准加入法的计算方法获得其NO和H2S的实际浓度。本专利技术所得CdTe/CdS/ZnS/SiO2@DAN-1纳米材料中的DAN-1部分可特异性的与NO反应，生成含三唑结构的产物并发射蓝色荧光，随着NO浓度的增加，荧光强度逐渐增加，以此可测量体系中NO含量；在核壳型QDs中，如CdTe/CdS/ZnSQDs，内核CdTe与外壳CdS及ZnS通过内在的金属镉离子/锌离子与稳定剂巯基丙酸形成金属-硫键而保持结构的完整。当H2S与核壳型QDs共存时，H2S释放出的硫离子会竞争性地与金属-硫键中的金属反应，生成金属硫化物，导致金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.DAN‑1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料，包含H2S探针和NO探针两部分；H2S探针部分是发射波长大于500nm的核壳型量子点；NO探针部分是DAN‑1，其中DAN‑1的羧基与核壳型量子点表面的氨基形成酰胺键结合；核壳型量子点表面包裹SiO2 薄层。
【技术特征摘要】
1.DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料，包含H2S探针和NO探针两部分；H2S探针部分是发射波长大于500nm的核壳型量子点；NO探针部分是DAN-1，其中DAN-1的羧基与核壳型量子点表面的氨基形成酰胺键结合；核壳型量子点表面包裹SiO2薄层。2.权利要求1所述的DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料，所述的核壳型量子点为CdTe/CdS/ZnS量子点，CdTe/CdS量子点，InP/ZnS量子点，CdSe/ZnS量子点，ZnCdSe/ZnS量子点或者PbS/ZnS量子点。3.权利要求1所述的DAN-1修饰的核壳型QDs新型荧光纳米材料的制备方法，是在核壳型量子点表面包裹SiO2薄层并以3-氨丙基三乙氧基硅烷实现表面氨基化，将氨基与DAN-1的羧基在EDC/NHS催化条件下形成酰胺键，得到纳米荧光微粒核壳型QDs/SiO2@...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡琴，许贯虹，魏芳弟，岑瑶，时梦岚，徐晓曼，程霞，柴煜莹，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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